呼和浩特熱電廠#5機組為50MW供熱機組，是保障呼和浩特熱電廠一期供熱質(zhì)量的主力機組，鍋爐為武漢鍋爐廠生產(chǎn)的高壓自然循環(huán)、集中下降固態(tài)排渣煤粉爐，型號為WGZ220/9.8-13型；汽輪機為哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的單缸、沖動、軸流、回熱凝汽式、并帶有一級可調(diào)整抽汽機組，型號為C50-8.83/0.118型；發(fā)電機為上海電機廠生產(chǎn)的雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機，型號為QFS型。熱控部分采用國產(chǎn)Ⅲ型儀表，自動調(diào)節(jié)器為ECU100單回路調(diào)節(jié)器；鍋爐滅火保護為東北電力學院生產(chǎn)的只能追憶未次事故原因和開關量的GAZ－3型滅火保護裝置；汽輪機本體保護及聯(lián)鎖采用常規(guī)繼電器。

#5機組1994年12月投入運行，控制設備老化，數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)共享，部分控制策略未達到25項反措及安全性評價要求，機組運行的安全可靠性及自動化水平低，滿足不了機組優(yōu)化控制的要求，為適應電力技術(shù)飛速發(fā)展，2004年5月，進行了＃5機組DCS控制系統(tǒng)改造。

1.系統(tǒng)介紹

采用北京和利時公司的MACS系統(tǒng)，實現(xiàn)機爐一體化微機監(jiān)控?？刂普景瓷a(chǎn)工藝系統(tǒng)劃分，共為5個站，＃10站為鍋爐煙風系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)；＃11站為FSSS；＃12站為鍋爐汽水系統(tǒng)、汽機發(fā)電機定子溫度；＃13站機側(cè)自動、順控；＃14站為ETS（機保護）和DEH（電調(diào)）控制系統(tǒng)。

2.功能特點

2.1 系統(tǒng)軟件平臺為windows　NT　4.0操作系統(tǒng)中文版。
2.2 各個工作站采用相同的主控單元，同類型的I/O點采用相同的I/O模件。操作員站、工程師站采用相同的硬件配置及軟件平臺。各子系統(tǒng)的應用功能均用同一種圖形組態(tài)工具實現(xiàn)。
2.3 系統(tǒng)管理網(wǎng)絡SNET采用并行冗余100M總線結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)，控制級網(wǎng)絡（現(xiàn)場總線級網(wǎng)絡 FBUS）采用標準EN10570的現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP/PA現(xiàn)場總線。
2.4 采用CLIENT/SERVER（客戶/服務器）結(jié)構(gòu)，所有的數(shù)據(jù)管理和處理均由系統(tǒng)服務器完成，使系統(tǒng)內(nèi)部各項數(shù)據(jù)更加準確，并確保一致性。每個客戶機申請的數(shù)據(jù)被打包后快速的、有效的傳遞，大幅度降低通訊負荷，同時使系統(tǒng)的各項任務分配更加合理。
2.5 主控單元、系統(tǒng)服務器、網(wǎng)絡現(xiàn)場控制站的主控單元（DPU）上的以太網(wǎng)卡、現(xiàn)場控制站內(nèi)的24V系統(tǒng)電源、48V現(xiàn)場電源均以熱備份方式冗余配置，在出現(xiàn)故障時能夠自動無擾切換，并保證不會丟失數(shù)據(jù)。
2.6 I/O模塊、主控單元、網(wǎng)絡運行具有狀態(tài)實時監(jiān)測、自診斷與故障報警功能。
2.7 I/O模塊、主控單元上固化了相應的軟件。I/O模塊采用光電隔離且均支持帶電熱插拔。模件具有看門狗定時器電路，可使模塊在異常情況下自動復位。
2.8 在現(xiàn)場控制站硬件設計中采用大量的先進技術(shù)，模塊采用低功耗元器件，降低整體的熱損耗，同時在機柜中設計了通暢的風道。
2.9 SOE分辨率1ms，模件為專用的開關量輸入模塊。布置在同一個工作站，避免了不同控制器運算造成的時間偏差。
2.10 系統(tǒng)接地不需設單獨接地網(wǎng)，可單點接入電廠電氣網(wǎng)。
2.11 為避免軟磁放自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)開、關動作頻繁造成的繼電器接點粘連、燒壞事故的發(fā)生，改造后的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用外置磁放設計。
2.12 電調(diào)采用系統(tǒng)簡潔、制造成本低的透平油純數(shù)字式電液控制系統(tǒng)。低壓透平油純電調(diào)選用了MOOG公司新近推出的控制精度高，抗污染能力強的直接驅(qū)動式電液伺服閥（DDV閥），這種伺服閥具有很好的抗污染能力，能適應透平油系統(tǒng)的一般清潔度水平。
2.13 網(wǎng)絡系統(tǒng)配置圖

3.DCS改造后的控制效果

3.1 DCS改造后的I/O點數(shù)統(tǒng)計如下表：

3.2 改造后的控制立盤及操作臺。
3.2.1 控制立盤4個，包括的表計有，機側(cè)：＃1高加電接點水位計、＃2高加電接點水位計、凝汽器熱水井電接點水位計；爐側(cè)：東側(cè)汽包水位電接點水位計、西側(cè)汽包水位電接點水位計、火焰電視監(jiān)視裝置、汽包水位電視監(jiān)視裝置。
3.2.2 大屏數(shù)顯4個,包括爐側(cè)主汽溫度、機側(cè)主汽壓力、真空、功率。
3.2.3 操作員站4個。
3.2.4 操作臺上布置了手動硬手操設備，包括手動主汽門關閉、手動發(fā)電機解列、強啟交流潤滑油泵、強啟直流潤滑油泵、手動停爐、開事故放水門、關事故放水門按鈕，主汽門關閉聯(lián)發(fā)電機跳閘聯(lián)鎖開關，DEH硬手操盤。
3.3 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)
自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)有自動、手動、強制手動三種狀態(tài)，當自動控制系統(tǒng)設定值與被控變量之間的偏差超過預定范圍時，自動切至強制手動，畫面閃爍及熱工信號聲光報警，此時自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動控制。
3.4 機保護及聯(lián)鎖
3.4.1 ETS主汽門關閉保護包括：串軸、低真空、低油壓、電超速、發(fā)電機內(nèi)部故障、手動打閘。
3.4.2 主汽門關閉聯(lián)動發(fā)電機跳閘。
3.4.3 發(fā)電機斷水。
3.4.4 抽汽逆止門保護。
3.4.5 高加水位高保護及聯(lián)鎖。
3.5 爐保護及聯(lián)鎖
3.5.1 鍋爐滅火保護保留汽包水位高Ⅲ值、汽包水位低Ⅲ值、爐內(nèi)無火、手動MFT、爐膛壓力高、爐膛壓力低、燃料中斷停爐保護，增加了送風機全停、引風機全停停爐保護。滅火保護事故原因首出原因顯示及記憶。
3.5.2 過熱安全門保護。
3.5.3 汽包安全門保護。
3.5.4 水位保護。
3.5.5 送、引風導向、磨冷熱風門等聯(lián)鎖。
3.6 電調(diào)控制系統(tǒng)
采用透平油純數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，實現(xiàn)遠方自動掛閘、轉(zhuǎn)速控制、功率控制、抽汽閥控、功率限制、低真空限制、103保護、110保護、仿真功能等。
3.7 硬手操保護回路
獨立于DCS控制系統(tǒng)之外的手動主汽門關閉、主汽門關閉聯(lián)動發(fā)電機跳閘、手動發(fā)電機解列、強啟交流潤滑油泵、強啟直流潤滑油泵、手動停爐、開事故放水門、關事故放水門的硬手操控制回路，操作按鈕布置在操作員站操作臺，確保在DCS控制系統(tǒng)故障時運行人員緊急情況下的操作及事故處理。

4.效果

鍋爐水位保護、低油壓停機保護、低真空停機保護改為三取二邏輯，增加了火焰電視監(jiān)視裝置，送風自動正常投入，重要信號（如主汽流量等）可根據(jù)不同需要進行補償，達到了安全性評價及二十五項反措要求，＃5機組參與DCS改造的自動調(diào)節(jié)設備自動投入率由改造前的90.9%提高到100%，保護投入率達到100%，提高了設備運行的安全可靠性及機組的自動控制水平。